Librillo jornada 2 - 2015

Administración Nacional de Educación Pública CONSEJO DE EDUCACIÓN INICIAL Y PRIMARIA

1 Formación en servicio para maestros de Escuelas Comunes CEIP / 2015 CIENCIAS NATURALES Coordinadora: Dinorah Rodríguez

Curso de ¨Apoyo a la Enseñanza Escolar¨/ 2015 CIENCIAS NATURALES: JORNADA 2.- Mayo 2015

Enseñar Biología como Indagación

8.00 a 9.00 Presentación de la jornada. Entrega de tareas.

¿QUÉ ES UN SER VIVO?

Discutimos y acordamos: ¿Es posible definir vida o ser vivo?

¿Cuál sería el eje conceptual articulador de la biología, el concepto de vida o de

ser vivo? El Programa escolar ¿trata sobre la vida o los seres vivos?

9.00 a 10.00 La biología como disciplina escolar: objeto de estudio y características del

conocimiento biológico. El modelo conceptual ser vivo. Las funciones vitales:

relación, nutrición, reproducción. Los contenidos del programa escolar

relacionados.

Los ejes conceptuales como forma de organizar los contenidos programáticos.

10.00 a 10.30 café

10.30 a 12.00

Continuación ejes programáticos.

Taller 1.- Indagación en Biología: las preguntas investigables científicamente y

la construcción de modelos explicativos.

Diseño de situaciones de indagación para niveles o grados que podrán ser

adecuadas por los maestros para trabajar en sus clases. 12.00 a 13.00 Almuerzo

13.00 a 16. 00

Taller 2: Modelizar en Biología: La célula.

Ppt Los modelos de la ciencia escolar

Presentación de tarea 2.

PROPÓSITOS Y CONTENIDOS DE LA JORNADA

Discutir y acordar ¿Cuál es el objeto de estudio de la Biología escolar?

Caracterizar el conocimiento biológico: conceptos e ideas estructurantes.

La Biología en el Programa escolar: los ejes conceptuales como forma de organizar contenidos.

Enseñar Biología como indagación sobre los seres vivos: las preguntas investigables y la construcción de

modelos.

La Biología como disciplina de la ciencia escolar La concepción de disciplina incluye:

Los saberes…. los conceptos

La forma de hacer … la metodología

La forma de decir… el lenguaje

Premisas de partida (Dibarboure, 2013):

La dificultad de “una” definición de ser vivo.

La necesidad de plantear una concepción con cierto carácter operativo a los efectos de la investigación.

La caracterización como forma de conceptualizar en el contexto escolar.

La evolución y la adaptación como ideas y como marco para la enseñanza.

El conocimiento biológico se construye, no se descubre

Muchas prácticas de enseñanza se fundamentan en la creencia de que la cercanía cotidiana a los seres vivos, la

posibilidad de observar y describirlos directamente, es suficiente para construir conocimiento científico sobre el mundo

viviente. Así, el estar frente a ciertas evidencias permite descubrir el conocimiento.

Muy por el contrario, las investigaciones dan cuenta de ideas alternativas construidas por los niños sobre muchos aspectos

de los seres vivos. Esas ideas alternativas tienen como origen, en muchos casos, las percepciones sobre la forma y las

funciones de los seres vivos.

La propuesta de ciencia escolar (Izquierdo et al., 1999) traspone la visión cognitiva de ciencia y propone que los alumnos

han de construir modelos científicos escolares, que les permitirían generar un pensamiento teórico sobre el mundo,

intervenir en él y comprenderlo. Los avances en las investigaciones en el campo de la didáctica de las ciencias y en especial de la Biología y la Educación

Ambiental invitan a replantear la actividad docente entorno a: 1) las maneras de diseñar, instruir y evaluar; 2) tener

presente la promoción de habilidades cognitivo-lingüísticas; 3) contemplar la inclusión de la filosofía, la epistemología



y la historia de la disciplina; 4) la inclusión de las TIC´s 5) igualmente se considera importante que los estudiantes sean

capaces de argumentar y comunicar eficazmente sus conocimientos a audiencias concretas, que puedan tener opiniones

fundamentadas y participar en los temas que se discuten en la sociedad (Mario Quintanilla Gatica, 2010). Entonces para

enseñar y aprender Biología y Educación ambiental se necesita hacer problemáticas las nociones biológicas y

ambientales que se plantean en clase, favoreciendo la diversidad de saberes.

Características del conocimiento biológico

La Biología explica fenómenos únicos, dadas las especificidades propias de cada individuo, cada especie, cada variedad,

etc., que además están influenciadas por el ambiente en que se encuentren, por lo que difícilmente pueda construir leyes

de aplicación universal.

Las teorías biológicas se relacionan más con conceptos que con leyes.

Mayr (2006) destaca a la Biología como una ciencia única que se diferencia de las Ciencias físicas, en la forma y

contenido, así como en la posibilidad de la generalización de las explicaciones.

En cada uno de niveles de organización de la vida (desde átomo hasta biosfera) existen propiedades propias emergentes,

que no se encuentran en el nivel anterior.

En las ciencias de la vida se estudian objetos con información de su historia, en contraste con los objetos inanimados.

Se destacan como características de los organismos vivos el ser:

sistemas abiertos con cierto mínimo de complejidad; sistemas autorregulados, con capacidad de

autorreparación, automantenimiento, desarrollo y reproducción limitados por sus requerimientos de

supervivencia; dinámicos, con capacidad de síntesis, organización y consumidores de energía.

poseen un programa genético; durante el desarrollo, la diferenciación ocurre a partir de una célula hasta un

organismo completo; supervivencia de las especies mediante la selección natural.

Autores como Mayr (2006) y Jiménez (2003) destacan la complejidad como característica del conocimiento biológico y

lo fundamentan en las múltiples interacciones que se dan en los seres vivos, en las poblaciones, considerados como

sistemas. El pensamiento poblacional, la probabilidad, la emergencia y la narración histórica son caminos esenciales para

abordar el conocimiento sobre los sistemas vivos.

Wandersee, Fischer, y Moody (2000), citados por Valbuena (2007) resumen las características del Conocimiento

Biológico de la siguiente manera:

No se deriva únicamente de la observación del mundo viviente. Surge a partir de variadas fuentes.

Existen diferentes formas de estudiar y pensar acerca de la Biología.

Puede ser utilizado fluida y flexiblemente en el mundo real.

Conlleva implicaciones referentes a actitudes en diversas áreas incluyendo salud, conservación y protección del

ambiente

Es amplio, en constante evolución, dependiente del contexto y del método.

Sus límites son ambiguos, indefinidos y problemáticos.

Contempla una amplia gama de dominios: desde lo molecular a lo interestelar, del presente al pasado distante, de

lo marino a lo terrestre y aéreo, de lo submicroscópico a lo macroscópico.

La construcción de conocimiento biológico

La creencia del conocimiento biológico basado solamente como derivación directa de la observación del mundo viviente

fue puesta en discusión por el cambio de las perspectivas epistemológicas, la observación tiene teoría detrás y las

evidencias se construyen a partir de los problemas o preguntas.

En la experimentación biológica es problemático aislar una parte del organismo para su observación o manipulación ya

que en estas condiciones sus respuestas muy probablemente serán diferentes, por eso algunos científicos propone que la

biología debe crear sus propias formas de experimentar.

El método comparativo, aplicado y perfeccionado a partir de los estudios de Cuvier y Darwin, tiene un lugar importante

en la construcción de conocimiento biológico, permitió el desarrollo de ramas de la biología como la Fisiología y la

Embriología comparadas.

La observación y la comparación aportan evidencias para la clasificación que es una de las formas en que la Biología

construye conocimiento.

En la escuela el trabajo en torno a dispositivos como maquetas y representaciones, el armado y mantenimiento de

germinadores, terrarios, acuarios, se transforman en importantes recursos para aprender sobre los seres vivos en

la medida que sirvan para plantearse preguntas, buscar evidencias a través de observaciones sistemáticas y usar

esas evidencias para explicar y argumentar ideas.

Conceptos e ideas estructurantes del conocimiento biológico escolar

Los contenidos disciplinares comprenden los factores, conceptos, principios y procedimientos propios de la disciplina. La

comprensión que desarrollen los docentes sobre esos contenidos disciplinares es un factor que incide en sus actividades

de enseñanza. Ese conocimiento permite establecer más relaciones entre conceptos, identificar las ideas fundamentales



que forman esos conceptos y pensar los propósitos de la enseñanza en función de la comprensión de esas ideas por parte

de los alumnos.

Porlán (2003), pone de manifiesto la relevancia de que el docente pueda abordar el conocimiento disciplinar desde una

visión sistémica, lo cual implica identificar los conceptos estructurantes y sus interrelaciones más significativas.

Según Gagliardi, un concepto estructurante es un concepto cuya construcción transforma el sistema cognitivo,

permitiendo adquirir nuevos conocimientos, organizar los datos de otra manera, transformar incluso los conocimientos

anteriores [...] no hay una significación per se de cada concepto. Cada significación es resultado del juego de

interacciones mutuas entre todos los elementos intervinientes. (Gagliardi,1986).

Según este autor, son ejemplos de conceptos estructurantes en Biología:

El sistema de transporte en un organismo, ya que permite comprender la función de los vasos sanguíneos, el

corazón, la sangre, su interrelación y además la relación de estos con otros sistemas como el respiratorio, el

excretor, la nutrición, entre otros.

La dominación del nivel microscópico sobre el nivel macroscópico, es decir, que los fenómenos biológicos

tienen explicaciones que tienen una referencia al nivel molecular.

El “sistema jerárquico de restricciones múltiples y mutuas que permite comprender el funcionamiento de

sistemas complejos como los seres vivos” (Gagliardi, 1986: 33), explica que una célula no está conformada por

el simple conjunto de moléculas sino por unas moléculas que se restringen unas a otras y posibilitan una

organización y configuración y no otras. Este concepto estructurante a la vez permite explicar la aparición de

nuevas propiedades y niveles de organización en lo vivo.

La autopoyesis, el cual fue acuñado por Humberto Maturana y dice que los sistemas vivos se organizan en un

proceso circular donde los componentes son producidos y mantenidos por el propio sistema.

0

20

40

60

80

100

1er trim. 2do trim. 3er trim. 4to trim.

Este

Oeste

Norte

La función de relación

Algunas ideas que componen el concepto son:

*en nuestro cuerpo tenemos partes especializadas para captar lo que sucede a nuestro alrededor: los órganos de los

sentidos.

*cada sentido capta cosas diferentes: la luz (los ojos), la temperatura y cuando te toca algo (la piel y la lengua), el sonido

(los oídos), el sabor (la lengua) y el olor (la nariz).

*los órganos de los sentidos se comunican con el cerebro (analogía con cables y electricidad).

*el cerebro nos dice qué sucede en el ambiente, almacena alguna información y envía órdenes al cuerpo por medio de los

nervios, para que reaccione a lo que sucede a su alrededor.

*el cerebro controla los movimientos

*otros seres vivos (los animales) también tienen partes especiales para captar lo que sucede a su alrededor.

*por los nervios viaja la información que permite a los seres vivos saber lo que sucede a su alrededor.

*el cerebro interpreta, almacena información y controla los movimientos.

*las órdenes que envía el cerebro pueden ser de diferente tipo: externas, como moverse, o internas, como la producción

El macroconcepto ser vivo como modelo biológico

Muchos autores que estudian la relación entre la ciencia de los científicos y la ciencia escolar encuentran una

base común: los científicos formulan teorías, que a su vez son conjuntos de modelos teóricos, cuya función es

interpretar y explicar los hechos del mundo. La construcción de modelos con funciones explicativas sería lo

común.

El modelo teórico a utilizar en el aula para organizar el conocimiento biológico sería el modelo ser vivo

(García, P., 2005).

El ser vivo como un modelo científico se entiende como un sistema que: intercambia materia y energía con el

medio y como resultado de ello modifica el medio (equivale al concepto de nutrición), capta estímulos del

medio y responde a ellos (se corresponde con el concepto de relación), proviene de otros seres vivos y puede

reproducirse y transferir sus características a sus descendientes (es la idea de autoperpetuación que

caracteriza a los sistemas vivos) y está constituido por uno o muchas unidades estructurales (células) cada

una de las cuales tiene a su vez las mismas propiedades que el todo (se corresponde con la teoría celular).

El modelo ser vivo adquiere significado a partir de interrelación de un conjunto de modelo, a saber: célula,

organismo, ecosistema.

Abordar el modelo ser vivo a partir de tres funciones vitales: nutrición, relación, reproducción, nos permite

organizar el programa escolar tomando las funciones como ejes articuladores de contenidos.

Pensar a los seres vivos en relación con el medio y desde la estructura y dinámica de las funciones permitiría

avanzar de la descripción de partes de manera aislada a establecer diferentes niveles de complejidad para

cada grado o nivel.

Aplicar el modelo al estudio de diversos seres vivos: animales, plantas, hongos, bacterias, permite avanzar en

las ideas que configuran el modelo y construir la idea de diversidad, como diversidad en las maneras de

realizar las funciones vitales (Gómez Galindo, 2007).



de saliva, etcétera.

*los seres vivos son diversos, porque son capaces de captar diferente información y reaccionan de forma diversa.

*cada órgano de los sentidos es una parte especializada de nuestro cuerpo, pero, a su vez tiene partes especiales que

captan cierta información del medio (células).

*las células se conectan con los nervios, que recorren todo el cuerpo hasta el cerebro.

*en los órganos de los sentidos se transforma la información y se convierte en “electricidad” que viaja por los nervios.

*el cerebro tiene zonas especializadas para recibir y procesar cierto tipo de información.

*algunas sustancias como alcohol y drogas producen efectos varios en el sistema nervioso, como acelerar la información

o desacelerarla.

Otras situaciones para indagar en el aula:- Mica y sus amigos terminan de jugar un partido de fútbol y su mamá los invita a tomar la

merienda. Juan dice que solo quiere pan con mermelada porque no le gusta la leche. Los demás le dicen que sus huesos van a quedar débiles. Juan se pregunta: ¿Cómo llega el calcio a sus huesos? ¿Habrá alguna forma de “conseguir” calcio para sus huesos sin tomar leche?

¿Dónde está el calcio dentro del hueso? ¿Cómo crece un hueso? ¿Qué alimentos tienen calcio? ¿Como sabemos que alimentos tienen calcio?

Para mejorar la seguridad en el tránsito se realizan las pruebas de alcoholemia a los conductores.

¿Cómo es que el alcohol sale en su aliento al soplar? ¿Cómo llega al aire espirado? Se ingiere alcohol líquido y sale en estado gaseoso ¿cómo ocurre?

Las preguntas investigables científicamente en la actividad científica escolar

Según Izquierdo y Aymerich (2005) la actividad científica escolar posee cuatro elementos fundamentales:

lo que pasa en el mundo o lo que provocamos que pase al intervenir (los hechos y la experiencia);

lo que se piensa sobre eso que pasa y sobre lo que hacemos (el conocimiento teórico y los modelos);

las finalidades que perseguimos con nuestras actuaciones (los objetivos y las metas);

y el lenguaje adecuado para dar sentido y comunicar a otros nuestra intervención (la comunicación con los

sistemas de símbolos).

El diseño de la actividad científica escolar ha de consistir en montar una situación determinada, significativa para los

alumnos, en la cual tengan sentido:

el planteo de preguntas investigables científicamente

las “reglas del juego” para contestarlas porque facilitan una representación abstracta de la situación inicial

la puesta en juego de itinerarios para el proceso de modelización (consistente en pensar, hacer y comunicar),

el establecimiento de los conceptos, términos y habilidades correspondientes a la matriz disciplinar que el

escenario ha recreado para los alumnos. (Izquierdo-Aymerich, 2007)

TALLER 1: Enseñar la función de relación mediante la indagación

Pregunta o problema para indagar: ¿Qué pasa dentro de mi cuerpo cuando pruebo distintos sabores, veo algo, escucho la música que me gusta, siento sed

o calor? ¿Qué parte de mi cuerpo “sabe” que ese sabor no me gusta, que esa canción es mi preferida?

Consigna: Agrupados por grado o nivel planificar una indagación para trabajar en base al problema planteado. Las

siguientes preguntas pueden usarse como guía de la planificación.

Guía para la planificación y el análisis de actividades de indagación en la escuela

1.-¿Por qué la pregunta o problema inicial daría lugar a una indagación?

2.-¿Qué conceptos o ideas científicas se podrían aprender al resolver el problema?

Seleccionar algunas de las que hacen al concepto de relación, de acuerdo a su grado, y plantearlas en términos

de propósitos de aprendizaje (que quiero que los niños aprendan)

3.-Para desarrollar la indagación: ¿qué otras preguntas deberían plantearse? ¿Qué actividades se podrían instrumentar?

4.-¿Cómo lograría una primera explicación (para recoger las ideas previas de los niños)?

5.-¿Cuáles son las estructuras y procesos que los niños deberán identificar y explicar?

6.-¿Qué actividades serían adecuadas para introducir procesos de modelización en relación a las funciones de los seres

vivos?

7.-¿Qué tipos de representaciones podrían producir los alumnos?



o Las preguntas y la indagación

Una indagación comienza con una pregunta que da lugar a un problema

Una pregunta es investigable cuando:

-se puede contestar en el aula, pero no directamente

-los niños disponen de algún conocimiento que pueden usar, pero no es suficiente para la resolución

-con ese conocimiento disponible pueden dar una respuesta tentativa fundamentada (hipótesis)

-para indagar sobre su hipótesis deberán realizar diversas actividades: observar, experimentar, registrar y

analizar evidencias, leer textos, videos, realizar entrevistas, etc.

-esas actividades de búsqueda y resolución implican aprendizajes de conceptos o modelos científicos

-ponen en juego habilidades como identificar, explicar, argumentar

-el docente es quién guía la indagación: ayuda a activar ideas, aportas preguntas e información necesaria, organiza

y da propósito a actividades.

Taller 2.- Modelizar en biología: La célula. Consigna: Cada equipo dispone de masa para modelar, plasticina de varios colores, escarbadientes, una bandejita de espumaplast (pueden usar cualquier otra cosa que crean adecuada para resolver la tarea). Con los materiales deberán representar una célula. La sugerencia es resolver la tarea con las ideas que aporten los integrantes del equipo (sin recurrir en el momento a buscar en internet u otra). Para puesta en común: ¿Cómo resolvieron qué incluir en la representación? ¿Se imaginaron algún tipo particular de célula? ¿Pensaron en alguna actividad de la célula o solo en las estructuras? Relacionen la siguiente afirmación con algunas de las estructuras que incluyeron en su maqueta de célula:

La célula es la unidad funcional-estructural básica de los seres vivos. Cumple las funciones que caracterizan a los seres vivos: nutrición, relación, reproducción.

o Los modelos y la modelización

Los modelos son representaciones de un objeto, un proceso o un fenómeno, con la finalidad de explicar su estructura o

funcionamiento y predecir futuros estados.

Son un mediador entre la realidad que se modeliza y las teorías sobre esa realidad. Según Justi (2011) no debe olvidarse

que son representaciones parciales de la realidad, lo que implica que no son la realidad ni copias de la realidad.

Los modelos científicos escolares (también llamados modelos curriculares) son la versión escolar de los modelos

científicos incluidos en el currículo.

Las personas y los estudiantes aprenden sobre el mundo construyendo modelos mentales sobre aspectos de este de su

interés.

Rosária Justi (2011b) propone que la modelización escolar tenga lugar a través de las siguientes etapas:

1.-La elaboración de un modelo mental del estudiante a partir de sus ideas previas, la información externa obtenida a

partir de evidencias experimentales y por otros medios, y la utilización de un razonamiento analógico en el proceso de

relacionar informaciones.

2.- La representación del modelo mental mediante dibujos, esquemas, ecuaciones, maquetas, etc.

3.- La puesta a prueba (empírica o mental) del modelo.

4.- La evaluación del alcance y de las limitaciones del modelo elaborado

Durante el proceso de modelización, la construcción de explicaciones sobre los fenómenos estudiados permite tanto la

construcción del modelo a través de integrar entidades teóricas, como su validación a través de la regulación y prueba del

poder explicativo.

Consideramos que la construcción de modelos por parte de los alumnos está mediada por la actividad que realizan

(experimental, argumentativa, representacional) y por la colaboración con otros (compañeros o maestros).

Tarea 2: Elección de una actividad, (puede ser alguna de las que se presentaron en el taller o la Tarea de evaluación 1 (sobre contenidos biológicos). Pensar en la pregunta o problema inicial, los contenidos o ideas científicas pensados en término de “qué quiero que aprendan”, qué actividades para resolver la pregunta. Comentario breve sobre su implementación.

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